Как пластмассы покорили массы

Кто был первым?

Считается, что первую в мире искусственную пластическую массу получил в 1856 году в Бирмингеме английский металлург и изобретатель Александр Паркс. Он тут же запатентовал свое открытие, назвал новый продукт в свою честь — паркезин — и через 7 лет представил его на Международной выставке в Лондоне. Термопластичный паркезин был сделан из нитроцеллюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Выглядел он хорошо, в связи с чем паркезин назвали «искусственной слоновой костью». В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала, однако вскоре, увы, компания разорилась. 

Джо Уэсли Хаятт

Преемником паркезина стал ксилонит (другая торговая марка того же самого материала), выпускавшийся компанией Даниэля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производившийся Celluloid Manufacturing Company, принадлежащей Джону Хайатту. Детище Хайатта, призванное заменить слоновую кость при изготовлении бильярдных шаров, стало наиболее коммерчески успешным — поэтому, собственно, мы до сих пор и используем название продукта. При этом суд в 1870 году установил, что именно Паркс был настоящим изобретателем первого пластика. 

Перьевая ручка из целлулоида, 1940-е годы, Англия.

В России с некоторым отставанием от «мирового графика» также велись работы по созданию пластических масс. В 1914 году на шелкоткацкой фабрике купца Брашнина в деревне Дубровка недалеко от Орехово-Зуево Григорий Петров, Василий Лисев и Константин Тарасов синтезировали первую российскую пластмассу — карболит (от карболовой кислоты, другого названия фенола) и организовали его промышленное производство. Вскоре был создано крупное специализированное предприятие — завод «Карболит», где велась активная работа по усовершенствованию качества пластмассы и, в частности, разработан новый материал — текстолит.

Химик-самоучка

Григорий Петров

Среди «отцов российской пластмассы», безусловно, выделяется Григорий Петров, выдающийся химик и изобретатель-самоучка. К моменту изобретения карболита Петрову было всего 28 лет, из которых 10 лет он отработал на мыловаренных заводах и НПЗ, сделав несколько первоклассных открытий и изобретений. Среди них — знаменитое и по сей день «мраморное мыло», гарное осветительное масло для лампад, технология получения и применения нефтяных сульфокислот («контакт Петрова» — самое дешевое средство для расщепления жиров в мыловарении и производстве нефтяных масел, а также лучший отбеливатель и краситель суровых тканей), линейка сульфонафтеновых мыл, и т.д.

После революции Петров съездил в 7-летнюю (!) загранкомандировку в Германию, Польшу, Францию, Чехословакию, Швецию и США, где детально познакомился с современными химическими производствами и техпроцессами. Вернувшись на родину, он создал Московский научно-исследовательский институт пластичных масс (сегодня он носит имя Петрова) и кафедру технологии пластических масс в Московском химико-технологическом институте, где затем работал профессором и написал несколько базовых вузовских учебников. 

Настольная лампа производства завода «Карболит» из одноименного материала.

В 1935 году ВАК присвоил Петрову, не имевшему высшего образования, ученую степень доктора химических наук без защиты диссертации. Будь у Петрова диплом, он бы, без сомнения, стал академиком. Но и без академического статуса у Петрова не было недостатка в регалиях — два ордена Ленина, два ордена Трудового Красного Знамени, орден «Знак Почета», звание «Заслуженный деятель науки РСФСР», две Сталинских премии. И все это, конечно же, за дело — благодаря Петрову и его многочисленным ученикам советская промышленность освоила выпуск десятков новых видов пластмасс. Петров был автором 200 патентов и авторских свидетельств.

Выдающийся ученый умер в 1957 году в возрасте 71 года, похоронен на Новодевичьем кладбище.

Синтетический янтарь

Лео Бакеланд

Но вернемся в начало ХХ века — период бурного изобретения новых материалов, в том числе, пластических. В 1909 году, взяв за основу процесс конденсации формальдегидов и фенолов, описанный еще в 1872 году великим немецким химиком, лауреатом Нобелевской премии Адольфом фон Байером, американский изобретатель бельгийского происхождения Лео Бакеланд создал новый материал — бакелит. 

Телефонный аппарат Ericsson, бакелит, 1931 год.

Полученный продукт темно-желтого цвета был твердым, нерастворимым, прочным, термо- и электроизолирующим, устойчивым к высоким температурам и химическому воздействию. В следующем году Бакеланд организовал специализированную фирму General Bakelite Company, которая весьма успешно занималась производством и сбытом бакелита, ставшего отличным заменителем натурального янтаря и эбонита (твердого каучука), а также бакелитовой мастики, из которой изготавливались электротермоизоляторы, грампластинки и т.д.. Спустя 30 лет компания Бакеланда вошла в состав огромного химического концерна Union Carbide & Carbon Corp.

Перьевая ручка из каталина (бакелита), 1930-е годы, Англия.

Отметим, что Бакеланд, имевший более 100 патентов (более того, некоторое время он занимал пост председателя Комитета по патентам Национального исследовательского совета США), был выдающимся изобретателем калибра Эдисона. Еще до создания бакелита Лео, долго и плодотворно работавший в различных отраслях науки и техники, изобрел фотобумагу (торговая марка – Velox) и промышленную технологию электролиза, на основе которой американская Hooker Chemical Co (ныне — Occidental Chemical Corp.) построила в районе Ниагарского водопада крупнейший в мире завод по производству каустической соды и хлористого калия. 

С учетом коммерческого успеха бакелита Лео часто называют «отцом индустрии пластмасс», но, как вытекает из вышесказанного, этот звучный титул некорректен и несправедлив, как минимум, по отношению к Парксу и Хайатту. 

Поли-, поли-, поли

Фриц Клатте

В 1913 году во Франкфурте Фриц Клатте разработал промышленную технологию производства поливинилхлорида (ПВХ). Этот техпроцесс базировался на открытиях, сделанных в середине и конце XIX века в двух знаменитых немецких университетах — Гессенском и Фрайбургском. В первом из них под руководством великого Юстуса фон Либиха экспериментировал с органическими элементами француз Анри-Виктор Реньо, во втором – немец Ойген Бауманн. Технология Клатте в массовом промышленном производстве «не прижилась», и на поток ПВХ-материалы (для труб, изоляторов, пластиковых окон, и т.д.) встали только после Второй Мировой войны.

Майкл Перрин

Примерно та же история произошла и с изобретением самого популярного в мире пластика — полиэтилена. В 1935 году молодой британский химик Майкл Перрин, сотрудник лаборатории химического гиганта Imperial Chemical Industries, разработал промышленный метод производства полиэтилена. При этом данный материал как таковой был впервые получен сорока годами ранее профессором Тюбингенского университета Гансом фон Пехманном, использовавшим метод декомпозиции диазометана. Очевидно, что талантливый Перрин добился бы в оргсинтезе многого, но в суровое военное время он был «мобилизован и призван» — возглавил британский атомный проект.

Пока Перрин рисовал эскизы будущих ядерных реакторов, другие английские химики, Джон Уинфилд и Джеймс Диксон, в самый разгар Второй Мировой войны и «битвы за Британию» получили патент на бесцветный, прозрачный и прочный материал — полиэтилентерефталат (ПЭТ). Тогда это изобретение легло под сукно и «выстрелило» только через 30 лет. Вскоре ПЭТ-бутылки и канистры не только заполонили весь мир, но и стали, как говорят, одной из главных угроз для Мирового океана и экологии нашей планеты в целом. Но в этом химики-изобретатели уж точно не виноваты. 

Джон Уинфилд и Джеймс Диксон

Последнее фундаментальное открытие в мире пластмасс произошло в середине 50-х годов, когда президент Немецкого химического общества Карл Циглер разработал ускоряющие реакцию органического синтеза титановые катализаторы, а директор Миланского института промышленной химии Джулио Натта с помощью этих катализаторов открыл метод стереоспецифической полимеризации. Вскоре благодаря исследованиям Натты была разработана промышленная технология производства изотактического полипропилена, используемого в том числе при изготовлении популярной водоотталкивающей ткани «болонья». 

Подробнее о методе Циглера — Натты читайте в материале «Люди и шины».

Григорий Волчек